Какой металл самый электропроводный: Самый электропроводный металл в мире

Самый электропроводный металл в мире

Ценность металлов напрямую определяется их химическими и физическими свойствами. В случае с таким показателем, как электропроводимость, эта связь не так прямолинейна. Самый электропроводный металл, если измерять данный показатель при комнатной температуре (+20 °C), — серебро.

Но высокая стоимость ограничивает применение деталей из серебра в электротехнике и микроэлектронике. Серебряные элементы в таких приборах применяются только в случае экономической целесообразности.

Физический смысл проводимости

Использование металлических проводников имеет давнишнюю историю. Ученые и инженеры, работающие в областях науки и техники, использующих электроэнергию, давно определились с материалами для проводов, клемм, контактов, печатных плат и т. д. Определить самый электропроводный металл в мире помогает физическая величина, называемая электрической проводимостью.

Понятие проводимости обратно электрическому сопротивлению. Количественное выражение проводимости связано с единицей сопротивления, которое в международной системе единиц (СИ) измеряется в Омах. Единица электрической проводимости в системе СИ – сименс. Русское обозначение этой единицы – См, интернациональное – S. Электрической проводимостью в 1 См обладает участок электрической сети с сопротивлением в 1 Ом.

Удельная проводимость

Мера способности вещества проводить электроток называется удельной электропроводностью. Самым высоким подобным показателем обладает самый электропроводный металл. Эта характеристика может быть определена для любого вещества или среды инструментально и имеет числовое выражение. Удельная электропроводность цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади сечения связана с удельным сопротивлением данного проводника.

Системной единицей удельной проводимости является сименс на метр – См/м. Чтобы выяснить, какой из металлов самый электропроводный металл в мире, достаточно сравнить их удельную проводимость, определенную экспериментально. Можно определить удельное сопротивление при помощи специального прибора – микроомметра. Эти характеристики являются обратнозависимыми.

Проводимость металлов

Само понятие электрического тока как направленного потока заряженных частиц кажется более гармоничным для веществ, основанных на кристаллических решетках свойственных металлам. Носителями зарядов при возникновении электрического тока в металлах являются свободные электроны, а не ионы, как это бывает в жидких средах. Экспериментально установлено, что при возникновении тока в металлах не происходит переноса частиц вещества между проводниками.

Металлические вещества отличаются от других более свободными связями на атомарном уровне. Внутреннее устройство металлов отличается присутствием большого числа «одиноких» электронов. которые при малейшем воздействии электромагнитных сил образуют направленный поток. Поэтому не зря именно металлы являются лучшими проводниками электрического тока, и именно такие молекулярные взаимодействия отличают самый электропроводный металл. На особенностях структуры кристаллической решетки металлов основано еще одно их специфическое свойство — высокая теплопроводность.

Топ лучших проводников — металлов

4 металла, имеющие практическое значение для их применения в качестве электропроводников распределяются в следующем порядке относительно величины удельной проводимости, измеряемой в См/м:

1. Серебро — 62 500 000.
2. Медь – 59 500 000.
3. Золото – 45 500 000.
4. Алюминий — 38 000 000.

Видно, что самый электропроводный металл – серебро. Но подобно золоту, оно используется для организации электрической сети лишь в особых специфических случаях. Причина – высокая стоимость.

Зато медь и алюминий – самый распространенный вариант для электроприборов и кабельной продукции благодаря низкому сопротивлению электрическому току и ценовой доступности. Другие металлы применяются в качестве проводников редко.

Факторы, влияющие на проводимость металлов

Даже самый электропроводный металл снижает свою проводимость, если в нём присутствуют другие добавки и примеси. У сплавов иная, чем у «чистых» металлов, структура кристаллической решетки. Она отличается нарушением в симметрии, трещинами и другими дефектами. Снижается проводимость и при повышении температуры окружающей среды.

Повышенное сопротивление, присущее сплавам, находит применение в нагревательных элементах. Неслучайно для изготовления рабочих элементов электропечей, обогревателей применяют нихром, фехраль и другие сплавы.

Самый электропроводный металл — это драгоценное серебро, больше используемое ювелирами, для чеканки монет и т. д. Но и в технике и приборостроении его особые химические и физические свойства находят широкое применение. Например, кроме использования в узлах и агрегатах с пониженным сопротивлением, серебряное напыление предохраняет контактные группы от окисления. Уникальные свойства серебра и сплавов на его основе часто делают его применение оправданным, несмотря на высокую стоимость.

Самый электропроводный металл на Земле • Люди

Размышлять о практическом применении такого свойства как электропроводность металлов (а также поиск наиболее электропроводного металла) стали относительно недавно — в начале ХХ века учеными было совершено весомое открытие: путем проведения ряда опытов было установлено, что в структуру металлов входят мельчайшие заряженные частицы под названием электроны.

После этого открытия целью ученых было лишь одно — найти самый электропроводный металл на Земле (стало понятно, что именно электроны руководят процессом переноса электричества в металлах). Этот важный факт лег в основу теории электропроводности металлов и помог в поиске самого электропроводного металла в химии.

В результате исследований учёные и инженеры, которые трудились над поставленной задачей и проводили исследования в области использования электроэнергии, смогли прийти к единому решению и общему знаменателю относительно своих поисков самого электропроводного металла в мире.

Почему именно металлы можно назвать наилучшим материалом для проведения электрического тока? Практические испытания показали их существенное отличие от всех других элементов. Суть заключается в особенностях структуры — в их составе присутствует достаточно большое число «одиноких» электронов, хаотично вращающихся вокруг ядра. Однако, как только выбранный металл оказывается в поле воздействия электромагнитных сил, эти «одинокие» элементы соединяются в один направленный поток и автоматически становятся главными носителями электрического заряда. Именно такое взаимодействие на молекулярном уровне структуры и отличает все металлы от других элементов. Именно благодаря этому процессу ученым удалось определить самый электропроводный металл в мире — серебро. Лидера среди металлов помогает определить физическая величина, называемая удельной электропроводностью.

Ученые смогли выделить группу, состоящую из четырех металлов лидеров, которые наиболее всего подходят для применения их в качестве электропроводников (относительно величины их удельной электропроводности, измеряемой при 20 градусах Цельсия):

— серебро — 62,5 миллиона;

— медь- 59,5 миллиона;

— золото — 45,5 миллиона;

— алюминий — 38 миллионов.

Из вышеприведенных данных следует вывод: серебро имеет наивысшее значение удельной электропроводности и, соответственно, признано самым электропроводным металлом в мире. И хотя это достаточно дорогостоящий металл (как и золото), уникальные свойства серебра и сплавов на его основе часто делают его применение экономически целесообразным. Например, кроме использования в узлах и агрегатах с пониженным сопротивлением, серебряное напыление предохраняет контактные группы от окисления.

Зато медь и алюминий — самые распространенные металлы в производстве. Такими востребованными их делают низкое сопротивление электрическому току и доступность по цене. Что касается меди, то этот металл особенно хорош при постоянных электрических нагрузках. Она отличается долговечностью и надежностью — ей не страшны ни перепады напряжения, ни длительная эксплуатация в условиях высоких температур.

Вот так, благодаря тому, что люди всегда жаждали новых открытий в науке и познания окружающего мира, человечество сегодня не мыслит себя без современной бытовой техники, электронных устройств, сверхточных станков и всех благ техники, существованию и работе которых, мы обязаны такому физико-химическому явлению как электропроводость металлов.

Последние опубликованные

Самая большая свинья в мире: где она живет? Рейтинг детских смесей: самые популярные производители

Какие металлы обладают высокой электропроводностью?

18 мая 2020 г. 18 мая 2020 г. | 15:42

Проводимость соответствует способности материала передавать энергию. Возможны определенные типы проводимости, включая электрическую и тепловую проводимость. За медью и цинком следует железо в списке самых электропроводящих материалов. Золото, по-видимому, обладает максимальным электрическим КПД среди всех компонентов и самой низкой светимостью. Несмотря на то, что это самый прочный проводник, медь и золото наиболее широко используются в электротехнике, поскольку медь менее дорогая, а золото имеет гораздо лучшую устойчивость к коррозии.

Поскольку серебро тускнеет, высокие частоты становятся менее привлекательными, так как внешняя поверхность менее проводящая.

Объяснение, что серебро является лучшим проводником, заключается в том, что электроны способны двигаться лучше, чем другие элементы. Это связано с полярностью кристаллов и их структурой.

Многие металлы являются проводниками электричества. Некоторыми сильно проводящими компонентами являются титан, медь, магний, железо и платина. Латунь и бронза являются электропроводящими сплавами, а не элементами.

Коэффициенты электропроводности

Температура : Всякий раз, когда изменяется температура серебра или когда изменяется его проводимость с каким-либо проводником. Повышение температуры после того, как это сказано и закончено, вызывает возбуждение теплых частиц и увеличивает проводимость, тем самым увеличивая удельное сопротивление. Связь прозрачна, но при низких температурах разрывается.

Примеси : Добавление загрязняющего воздействия на драйвер снижает его проводимость. Например, подлинное серебро не так приемлемо для проводника, как чистое серебро. Окисленное серебро не является таким проводником, как чистое серебро. Загрязняющие вещества препятствуют потоку электронов.

Кристаллическая структура : Если вещество происходит в определенное время, проводимость может замедляться на границе раздела и может быть неравной для одной системы к другой. То, как был обработан материал, может повлиять на то, насколько хорошо он работает.

Наиболее проводящие металлы

Это краткое изложение электропроводности включает амальгамы как чистые компоненты. Поскольку размер и состояние вещества влияют на его проводимость, предполагается, что все примеры имеют одинаковый размер.

1. Серебро

Серебро считается самым электропроводным металлом. Это связано с тем, что у серебра всего один валентный электрон. Фактически, это позволяет этому единственному электрону перемещаться без помех. Таким образом, такие металлы, как серебро и медь, являются парой металлов с этой специфической торговой маркой. Именно поэтому они являются исключительными электрическими и теплыми проводниками.

2. Медь

Принимая все во внимание, медеподобное серебро имеет только один валентный электрон, что делает этот металл чрезвычайно проводящим. Таким образом, одним из наиболее распространенных бизнес-приложений является покрытие верхней посуды и кухонных машин.

3. Золото  

В целом список ограничен, и это основная причина, по которой этот материал такой дорогой. Фактически, сочетание коррозионной стойкости золота и его проводимости делает этот продукт очень полезным инструментом, используемым во многих производственных отраслях.

4. Алюминий

Вообще говоря, это потрясающий металлический канал. Этот компонент, несмотря на его малую толщину и высокую защиту от износа, делает алюминий идеальным для аэродинамических и корреспондентских (трансмиссионных) предприятий.

5. Цинк

Несмотря на то, что эти металлы значительно менее электропроводны, чем их четыре партнера. Эти металлы часто являются более доступными и практичными заменителями, когда это необходимо.

Piping Mart

Pipingmart — это портал B2B, специализирующийся на промышленных, металлических и трубопроводных изделиях. Кроме того, делитесь последней информацией и новостями, касающимися продуктов, материалов и различных типов марок, чтобы помочь бизнесу в этой отрасли.

Теги: проводимость металлов

5 Наиболее проводящие металлы — ScienceNeo.com

24.12.2022 29.07.2022 от scienceneo

Материалы, пропускающие через себя заряд (ток) или тепловую энергию (тепло) с меньшим сопротивлением, считаются хорошими проводниками, а проводимость является мерой способности проводящего материала, через который может протекать электрон, электрический заряд или тепло.

Материалы в природе подразделяются на проводники, изоляторы и полупроводники. Металлы относятся к категории проводников, которые являются наиболее проводящими элементами, а изоляторы (дерево, керамика, пластмассы) являются наименее проводящими, тогда как полупроводники — это материалы, имеющие отрицательный температурный коэффициент (они имеют тенденцию увеличивать свою проводимость при более высоких температурах), тогда как металлы имеют положительный температурный коэффициент (их проводимость уменьшается при более высоких температурах из-за столкновения электронов, что приводит к увеличению сопротивления).

Электропроводность говорит нам, насколько хорошо материал пропускает через себя электричество. Большинство людей думают, что медные провода имеют большую электропроводность, но это не так, у нас есть много других металлов, имеющих большую проводимость, чем медь.

Электропроводность обозначается символом: σ (сигма)

Общее уравнение для расчета электропроводности

Проводящие металлы служат двум основным явлениям:

Токопроводящая проволока

Электрическая проводимость — это мера количества электрического тока, которое материал может проводить, другими словами, это способность проводить ток.

Электропроводность также известна как удельная проводимость. Это величина, обратная удельному электрическому сопротивлению. Электропроводность – это внутреннее свойство материала.

Теплопроводность — это свойство проводящего материала, которое описывает способность материала проводить или передавать тепло. Более конкретно, теплопроводность можно определить как «количество тепла, передаваемое через единицу толщины материала в направлении, нормальном к поверхности единицы площади, из-за единичного температурного градиента в стационарном состоянии».

Тепло может передаваться только тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Кроме того, теплопроводность, пожалуй, самый распространенный способ передачи тепла и регулярно встречается в природе. Теплопередача происходит с меньшей скоростью в материалах с низкой теплопроводностью, чем в материалах с высокой теплопроводностью.

Примечание : Как правило, металлы с высокой электропроводностью также обладают высокой теплопроводностью.

РАССМАТРИВАЕМЫЕ ТЕМЫ

• 1 Самые проводящие металлы на Земле
• 2 Порядок убывания проводимости металлов
• 3 Почему серебро является лучшим проводником электричества?
• 4 Заключение

Самые проводящие металлы на Земле

Серебро — самый проводящий из всех металлов. Если мы сравним серебро, медь и золото по шкале от 0 до 100, серебро занимает 100 место, медь — 97, а золото — 76. Это потому, что серебро имеет только один валентный электрон. Кроме того, этот единственный электрон может свободно перемещаться с небольшим сопротивлением. Его проводимость (σ) составляет 6,30×10 ⁷ .

2. Медь — второй по проводимости металл на земле. Помимо электропроводности, он широко используется благодаря своей хорошей теплопроводности для покрытия высококачественной посуды и кухонных приборов коммерческого назначения. Его проводимость (σ) составляет 5,96×10 ⁷ .
3. Золото – Золото занимает третье место в мире по электропроводности. В отличие от других металлов с высокой проводимостью, таких как медь и серебро, он обеспечивает устойчивость к коррозии, образованию пятен или потускнению. Это очень мягкий и податливый материал, из которого можно легко вытянуть узкую проволоку или нанести на него тонкое покрытие. Золото играло важную роль в секторе электроники на протяжении десятилетий. Он используется для изготовления разъемов, контактов переключателей и реле, соединительных проводов и соединительных полос. Его проводимость (σ) составляет 4,11×10 ⁷ .
4. Алюминий — имеет низкую плотность, поэтому является легким металлом, а также обладает высокой устойчивостью к коррозии, что делает этот металл идеальным для авиационной и коммуникационной промышленности. По этой причине он широко используется в электроснабжении на большие расстояния. Его проводимость (σ) составляет 3,77×10 ⁷ .
5. Цинк – Это умеренно хороший проводник электричества. При комнатной температуре цинк хрупок (тверд, но легко ломается), но становится ковким при 100°С. Это означает, что его можно сгибать и формировать, не ломая. Цинк обладает гораздо меньшей проводимостью, чем четыре верхних контрэлемента. Его проводимость (σ) составляет 1,69.×10 ⁷

Примечание : Значения электропроводности сравниваются при 20 °C/ 68 °F/ 293 K (См/м)

Порядок убывания электропроводности металлов

Серебро>Медь>Золото>Алюминий>Цинк >Никель>Латунь>Бронза>Железо>Платина>Углеродистая сталь>Свинец>Нержавеющая сталь

Почему серебро является лучшим проводником электричества?

Причиной того, что серебро является самым проводящим металлом, является его электронная конфигурация (конфигурация электронов), например, 2, 8, 18, 18 и 1 электрон на оболочку. Эта конфигурация говорит о том, что последняя оболочка имеет только один электрон, слабо связанный с ядром .

Этот валентный электрон в серебре вносит свой вклад в электрическую проводимость, находясь в зоне проводимости .